Comparación de estaciones solares: ¿una (costosa) ilusión de autonomía?
Desmitifiquemos un poco las estaciones solares….
¿La estación solar es más barata por kWP?
Por ahora, el costo de 7 estaciones asciende a 5473€ IVA incluido, SIN pilas. Esto nos da un coste por kWp de 5473 / 2.98 = 1836 € por kWp, lo cual es bastante correcto a primera vista. Sin embargo, ¿hasta qué punto es esto comparable a una solución “clásica”? tipo kit que incluye un Inversor centralizado de una marca importante. (Sungrow por ejemplo), paneles similares y estructuras de suelo? Se trata de un kit de 3 kWp con componentes equivalentes en prestaciones y origen de fabricación (paneles bifaciales DENIM, inversor asiático SUNGROW, estructura de instalación en suelo) muestra un precio con impuestos incluidos de 3770 €, o 1250 € por kWP. ¡Una diferencia del 48% difícil de justificar!
El riesgo de rayos, un factor descuidado:
Por lo tanto, parece claro que la solución de estación solar es mucho más cara., sin otra justificación que la simplificación de la implementación del sistema. Esta simplicidad a veces resulta engañosa, porque un kit solar estándar incluye protecciones como, en particular, pararrayos, que puede marcar la diferencia entre un inversor protegido y un inversor quemado en caso de rayo. En las estaciones solares este tipo de protección no está integrada. Ejemplo opuesto de una caja de protección con descargador de sobretensiones integrado (P1):
SUNOLOGÍA explica en su sitio sin embargo, eso no es necesaria la presencia de un protector contra sobretensiones, dada la corta distancia entre la toma de conexión y el panel (y su microinversor). Muy práctico, y además un ahorro. Además, la integración de un protector contra sobretensiones haría imposible el concepto mismo de conexión "plug and play". El argumento técnico es el siguiente:
El argumento esgrimido es la ausencia del fenómeno de inducción de bucle (“bucle inducido”). Esto es inexacto y engañoso. En primer lugar, el cable no es CC (corriente continua), sino corriente alterna CA 230 V, ya que hay un microinversor. detrás del panel que convierte con precisión la corriente continua del panel solar en corriente alterna, que se inyectará en el enchufe. Además, se produce un bucle inducido en los circuitos de cables solares de CC, no en un solo cable de CA. (el que sale de la estación solar). En este caso por lo tanto, ¡Con SUNOLOGY es imposible tener bucles inducidos por definición! Por lo tanto, el argumento esgrimido a favor de la exención de los descargadores de sobretensiones es técnicamente inválido e incluso peligrosamente engañoso para el usuario. (¡especialmente si tenemos en cuenta que los fabricantes de microinversores como HOYMILES rechazan los enchufes de garantía por sobretensiones inducidas!).
Finalmente, en ausencia de un protector contra sobretensiones en su panel de distribución eléctrica principal, todos los dispositivos conectados a él (incluida su estación solar) será vulnerable a sobretensiones inducidas (= rayos), independientemente de su distancia final entre la toma (¡externa!) y el panel. Estamos hablando aquí de protectores contra sobretensiones de tipo AC, es decir, capaces de proteger equipos como microinversores, ordenadores, etc. La norma francesa UTE fotovoltaica recomienda el uso de descargadores de sobretensiones en el lado CA, cuando la densidad del rayo es > 2.5.
Un precio demasiado alto por kWh por módulo de batería:
Tenga en cuenta que cada una de estas estaciones solares puede acomodar una batería de litio en la parte posterior, pero deben pedirse individualmente. El paquete de baterías 0.7 kWh se vende a 580 €, lo que nos deja en kWh brutos (sin deducir un DOD del 90%) 580 / 0.7 = 828 € el kWh. Este precio ya es muy elevado, en comparación con cualquier tipo de batería de litio del mercado actual (Pylontech, DEYE). Pero tenga cuidado, para su defensa, el sistema dispone de su convertidor CC/CA, lo que no ocurre con otras baterías, por lo que será necesario añadirlo para tener una visión global del coste.
Calculada en kWh brutos, la batería es mucho más cara que una batería de litio DEYE y equivale a una batería TESVOLT que tendrá una vida útil 2 o incluso 3 veces mayor. Pero ojo, aquí comparamos el precio BRUTO por kWh de cada tipo de batería, sabiendo que la SUNOLOGY MAX tiene el convertidor AC/DC, y los demás no (que son baterías desnudas a las que habrá que añadir un inversor-cargador), posteriormente estudiaremos el coste global con el inversor-cargador de cada sistema.
Por lo tanto, al final, el coste total de un sistema SUNOLOGY PLAYMAX 3 kWp con 5 kWH de almacenamiento, es decir, 7 estaciones conectadas en paraleloe, se desglosa de la siguiente manera:
– 7 estaciones SUNOLOGY MAX, con una potencia máxima de 2.98 kWp. Cada estación integrando un microinversor marca HOYMILES,'potencia no revelada (¿350 o 400VA?)
– 7x baterías PLAYMAX con una capacidad individual de 0.7 kWh, o un total de 4.97 kWh.
Por un total de 9600 € TTC. Es esta configuración la que utilizaremos como base de comparación en el estudio adjunto, y que contrastaremos con un sistema solar autónomo con baterías SUNCONNECT 3000, compuesto por los siguientes elementos:
– Una placa SUNCONNECT 3000 precableada, con un inversor-cargador Victron Multiplus-II 48V/3000VA y su cargador solar RS 450/100
– Una batería Pylontech US5000 (o equivalente)
– 7x paneles solares de doble vidrio DENIM, con una potencia total de 3 KWp + soportes de suelo.
Por un total de aproximadamente 9400€ impuestos incluidos.
¡Una batería ciertamente, pero restringida y poco explotada!
Si analizamos más de cerca las características técnicas de las estaciones solares PLAYMAX con baterías integradas, observamos que estas últimas presentan un rendimiento inferior en comparación con la capacidad a bordo en kWh. En efecto, con 7 estaciones PLAYMAX que acumulan casi 5 kWh de batería, Nos cuesta encontrar más de 840W de potencia máxima de descarga, y sólo 945W de recarga máxima de todos los paneles. Esto es poco y corresponde a un factor de subexplotación de casi 6 (de hecho, tenemos potencialmente 4900VA de los micro inversores Hoymiles 7x, y las baterías no son capaces de manejar más de 940VA, o 5.44 veces menos.
¿Cómo se puede explicar un nivel tan bajo de rendimiento? Nuevamente, el diseño es la causa:
– La miniaturización de los componentes detrás de los paneles: Para poder integrar un regulador DC/AC & DC/DC (capaz de cargar la batería desde la fuente solar) y un convertidor que convertirá la corriente continua de la batería en 230V hacia el hogar, es necesario optar por modelos compactos. , componentes disipadores de menos calor y, por lo tanto, tienen un menor potencial de conversión eléctrica. Además, el diseño IP65 de la estación solar requiere que los componentes tengan refrigeración pasiva (sin ventilador). ¡Por tanto, es imposible tener 400VA de conversión CC/CA en un formato tan pequeño!
– Mantenimiento de la duración de la batería: Cuanto más rápido se descargue una batería, más se verá afectada su vida útil (mayor resistencia interna = degradación acelerada). Limitar la corriente de descarga es un consejo para optimizar este parámetro y limitar la degradación. Limitando de esta forma la potencia de descarga de la batería, obtenemos una tasa de descarga máxima de 0.27C. En otras palabras, el cálculo es el siguiente:
135W (potencia máxima de carga desde el panel SUNOLOGY a la batería) / 37V (voltaje nominal de la batería) = 3.64A. ¿Cómo obtener la relación de velocidad de descarga? Dividimos 3.64 A por la capacidad nominal, o 19.2 Ah. Obtenemos por tanto 3.64/19.2 = 0.19C aproximadamente.
En comparación con otras baterías de litio, por lo tanto, la tasa de descarga es mucho menor. De hecho, en las baterías Pylontech tenemos una capacidad de descarga continua de 0.5C (por lo tanto, en una batería de 100Ah, podemos recargar 50A a 48V, o alrededor de 2500W, desde los paneles), o incluso 1C durante varios minutos. ¿La ventaja? Recarga más rápida y movilización más eficiente de la energía solar, todo ello sin impacto en la vida útil, ya que las baterías no están diseñadas para estar expuestas a temperaturas extremas.
En conclusión, la batería PLAYMAX tiene las siguientes desventajas:
– Restricción de la potencia de carga de los paneles solares a la batería, a 0.19C, en comparación con 1C para baterías de litio estándar.
– La potencia máxima de descarga de las baterías a los consumidores es muy limitada, a 945 W en comparación con los 3000 W de un sistema SUNCONNECT (cada módulo PLAYMAX puede generar solo 135 W para una batería de 0.7 kWh).
– Sin capacidad de sobrecarga (descarga máxima), a diferencia de una solución SUNCONNECT.
– No existe la posibilidad nativa de suministrar energía directamente desde la batería de los consumidores de CA, a menos que se compre un convertidor externo. En cuyo caso la potencia máxima será de 1470W frente a 3000W.
¿Batería rima con autonomía? No tan seguro ...
Además, las estaciones SUNOLOGY no funcionan en ausencia de EDF. En otras palabras, en caso de un corte de energía, el sistema:
– Ya no producirá energía solar durante el día, por lo tanto, las baterías ya no se recargarán.
– Ya no alimentará las cargas a las que está conectado, a través de su toma de 16 o 32A hacia la vivienda. Sin función de “copia de seguridad”.
– Sólo se podrá utilizar como estación de refuerzo “portátil”. a través de un convertidor ad hoc para aumentar el ya elevado importe del sistema (139 €). Para cada batería, necesitarás su convertidor de CA, es decir, 7x 129 € = 1000 €. Claramente impensable, sobre todo en términos de practicidad de uso (¡cada batería = cada convertidor = energía no acumulable!).
Evidentemente, se trata de un gran inconveniente, ya que, por definición, cualquier buen sistema solar con una batería digna de ese nombre debería poder funcionar en modo "autárquico", es decir, en ausencia de la red EDF. ¿Qué sentido tiene pagar las baterías a tal precio para no poder utilizarlas durante posibles cortes del EDF? Esto no se menciona en ninguna parte de las características de SUNOLOGY, hay que preguntarle a un técnico para obtener la desafortunada respuesta, que aún está mal argumentada técnicamente. La falta de funcionamiento de la estación solar sin EDF se explica por la “seguridad de la red”. Esto es falso, porque los sistemas solares autosuficientes como los sistemas SUNCONNECT se desacoplan automáticamente de la red EDF para poder recrear una “minirred” y restablecer la energía en el hogar. La realidad es que la electrónica integrada en las estaciones SUNOLOGY no está intrínsecamente diseñada para funcionar en autosuficiencia energética, como veremos a través de esta comparativa de estaciones solares:
Esta es la historia de una batería detrás de un panel solar... y la ley de Arrhenius
En 1889, un científico y químico sueco formuló una ecuación que todavía utilizamos hasta el día de hoy para modelar la degradación de baterías o procesos químicos, dependiendo de la temperatura.
La ley de Arrhenius tiene un impacto significativo en la degradación de una batería de iones de litio, dependiendo de la temperatura. Según esta ley, la velocidad de las reacciones químicas aumenta. exponencialmente al aumentar la temperatura. Especialmente en el caso de las baterías de litio, las altas temperaturas aceleran reacciones químicas no deseadas dentro de la celda, como la descomposición electrolítica y el crecimiento de depósitos metálicos. Esto conduce a un aumento de la resistencia interna de la batería, una disminución de la capacidad de almacenamiento de energía, y una reducción de la vida útil de la batería, en el mejor de los casos, y en el peor un accidente térmico (cortocircuito interno, formación de dendritas, etc.).
Cuando sabemos que la batería está situada justo detrás del panel solar nos surge una duda. ¿Las temperaturas son altas? Al lado, un gráfico que representa la típica variación de temperatura detrás de un panel solar.
Cuando sabemos que las baterías están ubicadas directamente detrás del módulo solar, con poco aislamiento, podemos imaginar fácilmente que durante el período estival en particular, las temperaturas superan con creces los 30-35°C. Esto es absolutamente crítico para la vida útil de las celdas de litio que se encuentran allí; estudios recientes han demostrado que un El aumento de la temperatura de las baterías de litio a niveles cercanos a los 60°C aceleró su degradación en un factor de 3.
Sin embargo, cuando vemos el proceso de montaje, de gran calidad, de las estaciones solares, resulta difícil imaginar que un simple deflector térmico situado bajo la plataforma técnica que aloja los componentes permita mantener una amplitud térmica óptima para garantizar el funcionamiento durante 2500 ciclos, o 10 años, sin fallas.
Además, observamos otra inconsistencia técnica. La hoja de datos de la batería dice que es IP65 (tropicalizada), lo cual es lógico y absolutamente esencial para el funcionamiento en exteriores, pero SUNOLOGY también cita un enfriamiento “por convección” (lo cual es imposible si el compartimento es resistente al agua/IP65)
La realidad técnica es simple. La batería debe ser IP65, para poder colocarse detrás de un panel solar y resistir la corrosión ligada a la humedad, la intemperie, etc. durante su vida útil. Por lo tanto, el argumento a favor de la “convección natural” sin ventilador equivale simplemente a decir que se enfriará o calentará... dependiendo de los elementos y las estaciones.
¿Pero es tan grave Doctor? Después de todo, la batería dura 2500 ciclos, ¡o 10 años de buen y leal servicio! De hecho, es difícil modelar con precisión el impacto en la vida útil de una batería de litio (ya sería necesario conocer la química utilizada en la estación solar, que no está especificada por el fabricante, ¿LFP, NMC, LCO?), sin embargo, Claramente emergen dos tendencias:
– La batería se degradará mucho más rápidamente en un diseño de este tipo, que en una sala técnica cerrada, a una temperatura más constante.
– Los riesgos de fallos térmicos aumentarán debido a su uso en condiciones exteriores, y esto de manera directamente correlacionada con las amplitudes térmicas experimentadas por la batería (ejemplo: olas de calor en verano, temperaturas negativas en invierno).
– Es probable que la batería experimente una pérdida de energía a temperaturas cercanas a 0, que no está especificado en las fichas técnicas de la estación solar. Es decir, a -5°C, la batería no podrá recargarse desde los paneles solares, para preservar su degradación (de hecho, cargar una batería de iones de litio a temperaturas negativas puede dañarla).
¿Conclusión de la comparación de estaciones solares?
Haciendo caso omiso del (muy) inteligente barniz de marketing, la ola de publicidad y la apariencia atractiva del concepto de estación solar, vinculado a su facilidad de implementación (a pesar de las evidentes lagunas de seguridad), un análisis técnico ligeramente en profundidad revela cómo evitar lagunas técnicas y características opacas. . Debido a su elevado precio en comparación con una solución solar autónoma producida según las reglas de la técnica, resulta difícil ver el valor añadido real de este tipo de producto, aparte de su relativa facilidad de implementación (que también puede ser una fuente de restricción, conviene recordarlo). Su falta de escalabilidad técnica (no es posible realizar copias de seguridad), la dudosa durabilidad de los componentes (en particular, la vida útil de la batería) y las capacidades de carga/descarga de las baterías demasiado incompletas. convertirlo en un producto demasiado caro para su valor técnico intrínseco.
La única ventaja real en nuestra opinión, al final de esta comparativa de estaciones solares, radica en el aspecto estético y práctico de su implementación….
